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Investigación acerca de la teoría de bandas
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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Alumno Roberto Issac Rodríguez Flores Profesora Claudia Lizette Torres Bracamontes Química Ingeniería Industrial Grupo 3 Instituto Tecnológico Nacional de México | Campus Colima
La idea básica tras las bandas de Bloch en un sólido es que se crean al unirse los estados cuánticos de los átomos individuales. Bloch y otros ampliaron y refinaron la teoría de bandas de los sólidos durante la década de 1930, hasta el punto de que explica muy bien el comportamiento de conducción eléctrica de los distintos materiales. Cuando los átomos se unen en un cristal, cada uno de los estados cuánticos individuales de los átomos se une con los estados correspondientes en otros átomos (idénticos) en el cristal para formar las diversas bandas de energía dentro del material. De hecho, si hay un total de N átomos idénticos en el material, entonces hay N estados cuánticos dentro de cada banda. Los electrones en los átomos llenan los estados disponibles dentro de cada banda. Así, si hay N estados en una sola banda, puede haber hasta 2N electrones en cada banda.
La mayoría de las sustancias sólidas son aislantes, y en términos de la teoría de bandas de sólidos esto implica, que hay un gran espacio prohibido entre las energías de los electrones de valencia, y la energía a la cual se pueden mover los electrones libremente por el material (la banda de conducción). El vidrio es un material aislante que puede ser transparente a la luz visible, debido a su naturaleza como aislante eléctrico. Los fotones de luz visible no tienen suficiente energía cuántica para saltar la banda prohibida, y levantar los electrones hasta un nivel de energía disponible en la banda de conducción. Las propiedades de visibilidad del vidrio también pueden dar una idea de los efectos del "dopaje" en las propiedades de los sólidos.
En términos de la teoría de bandas en sólidos, los metales son únicos como buenos conductores de la electricidad. Esto puede verse como el resultado de que sus electrones de valencia están esencialmente libres. En la teoría de bandas, esto se dibuja como una superposición de la banda de valencia con la banda de conducción, para que al menos una fracción de los electrones de valencia puedan moverse a través del material.
Olmo, M. (2000). Teoría de Bandas en Sólidos. HyperPhysics. Sitio web: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Solids/band.html#:~:text=La %20mayor%C3%ADa%20de%20las%20sustancia,(la%20banda%20de %20conducci%C3%B3n). Tomé, L. (2020). La teoría de bandas explica la conducción eléctrica. Cuaderno de Cultura Científica. Sitio web: https://culturacientifica.com/2020/04/21/la-teoria-de-bandas-explica-la- conduccion-electrica/ Farrera, L. (2012). Conductores, Semiconductores y Aislantes. UNAM. Sitio web: http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/condsemicondais2_27505.pdf
